Elektros tinklais į namus atkeliauja tokia būtina kasdieniame gyvenime elektra. Jos svarba kasmet auga: suvartojimas didėja, o mūsų gyvenimas tampa vis labiau nuo jos priklausomas. Naudodamiesi vis išmanesniais elektros prietaisais ir įranga, mes ne visuomet žinome, kokį elektros įvadą pasirinkti: trifazį ar įprastesnį vienfazį? Kuris iš jų kada yra naudingesnis? Kokie pagrindiniai jų skirtumai?
SVARBU! Visi straipsnyje pateikti skaičiavimai yra apytiksliai, padedantys susidaryti bendrą vaizdą apie elektros srovės pasiskirstymą, atsižvelgiant į trifazio ir vienfazio tinklo ypatybes. Tikslius skaičiavimus turi atlikti tik atestuotas projektuotojas! Elektros instaliacija, įrengta pagal netinkamą projektą, gali tapti didelės nelaimės ar net tragedijos priežastimi!
Kad galima būtų apsispręsti ir pasirinkti tinkamiausią variantą, reikia atsakyti į keletą klausimų.
Pirmasis – kokios galios jums reikia?
Reikiamos galios skaičiavimas: “ESO“ svetainėje http://www.eso.lt/lt/rekomenduojamos-galios-skaiciuokle.html pateikiama rekomenduojamos galios skaičiuoklė. Žinoma, jūsų turimų prietaisų galia ir tipinis jų elektros suvartojimas gali skirtis nuo svetainėje pateiktų, tačiau apytiksliam įsivaizdavimui šito pakanka. Susižymėdami reikiamus prietaisus ir nurodydami, kiek intensyviai jie bus naudojami, gausite išankstinius reikiamos galios skaičius, metines elektros išlaidas ir… rekomendaciją pasirūpinti trifaziu elektros įvadu. Na, bent jau 8 mūsų redakcijos bandymai baigėsi būtent taip.
Deja, šioje skaičiuoklėje yra ir trūkumų. Tarp butui ir namui siūlomų elektros prietaisų sąrašų – vienintelis skirtumas: namui siūlomame yra šilumos siurblys. Taip pat nėra galimybės pažymėti alternatyvių (jei tokie įrengti ar yra planuojami) elektrą gaminančių įrenginių, pavyzdžiui, saulės jėgainės. Dar vienas minusas: nėra jokių darbo įrankių, kurie įprastai būna trifaziai, pavyzdžiui, suvirinimo aparatas, pjovimo staklės, betono maišyklė, oro kompresorius ir kita ūkyje (ypač kaimo tipo vietovėse) naudojama technika. O juk būtent tokiems įrenginiams ar prietaisams veikti ir reikia didelės stabilios galios, buityje trifazių įrenginių dažniausiai nėra, išimtis – tik elektrinė viryklė ar kaitlentė. Tad pasikliauti vien unifikuotomis skaičiuoklėmis neverta – reikia patiems žinoti esminius trifazio ir vienfazio įvadų skirtumus.
Paprastai buitiniai vartotojai naudoja vienfaziam tinklui pritaikytus įrenginius. Dažnai būna taip, nors būste yra trifazis įvadas, žmogus net neturi trifazių įrenginių, patį trifazį elektros įvadą jis išskirsto ir naudoja po vieną fazę atskirai. Senuose daugiabučiuose toks įvadas būdavo įrengiamas tik tada, jei jame būdavo suprojektuota elektrinė viryklė, ir būdavo skirtas tik jai prijungti. Kitiems įrenginiams ir apšvietimui būdavo atskiras vienfazis įvadas. Taip darydavo tam, kad į daugiabutį nereikėtų atvesti labai didelio skerspjūvio ploto trifazių laidų.
Skirtingi režimai
Skalbimo mašinos variklis, nelygu nustatyta programa, tai veikia, tai neveikia: kaitinant vandenį – neveikia, gręžiant – veikia labai intensyviai, todėl jam galios ir srovės reikia tai labai daug, tai visai minimaliai arba nereikia iš viso. O štai įjungtos betono maišyklės variklis veikia visą laiką tolygiai, todėl jam nuolat reikia tokios pat galios ir srovės.
Trifazio ir vienfazio įvadų skirtumai
Vienfazis
Įtampa, U = 230 V.
Yra trys laidai:
fazinis, L (pilkas, rudas arba juodas laidas)*;
nulinis, N (mėlynas);
įžeminimo (apsauginis), PE (geltonas su žalia juosta).
Senos statybos namų, pavyzdžiui, sovietinių daugiabučių, įvaduose PE laido (įžeminimo) dažniausiai visai nėra, o N naudojamas ne tik kaip nulinis, bet ir kaip apsauginis.
Trifazis
Įtampa, U = 400 V. Tokia įtampa susidaro tarp bet kurių dviejų fazinių laidų (L1, L2, L3), tačiau kiekvienos atskiros fazės įtampa (tarp bet kurios iš fazių ir N) – 230 V.
Yra penki laidai:
faziniai L1, L2, L3 (pilkas, rudas, juodas laidas)*;
nulinis, N (mėlynas);
įžeminimo (apsauginis), PE (geltonas su žalia juosta).
* Retai, tačiau būna ir kitomis spalvomis pažymėtų fazių. Vis dėlto N laidas visada mėlynas, o PE – geltonas su žalia juosta.
N (nulinis) reikalingas tam, kad tarp jo ir fazės susidarytų įtampa.
PE (įžeminimo) reikalingas tam, kad apsaugotų nuo iškrovos, jei kuri nors fazė liestųsi prie metalinio elektros tinkle veikiančio įrenginio korpuso (dėl pažeistos izoliacijos ar kitų priežasčių). Jei korpusas ne metalinis, įžeminimo nereikia.
Skaičiuojame srovę
Apsisprendėte, kiek kilovatų galios jūsų būstui reikia? Panagrinėkime, kaip skirsis elektros srovė įrengiant trifazį ir vienfazį įvadus. Juk nuo srovės dydžio priklausys automatinių saugiklių nominalioji vertė.
Kad būtų patogiau skaičiuoti, tarkime, kad reikia 10 kW galios (P – galia) įvado. Jeigu pasirenkamas vienfazis elektros įvadas, kurio įtampa U = 230 V, tai gaunama srovė (I = P/U) bus lygi 10 000 W/230 V ≈ 43 A. Vadinasi, namo įvadinio saugiklio (kirtiklio) nominalioji vertė negali būti didesnė nei 43 A. Trifazio elektros įvado atveju srovės dydisbus 10 000 W/400 V = 25 A.
Žvelgiant į skaičius matyti, kad trifaziam įvadui reikia silpnesnio įvadinio saugiklio ir plonesnių (mažesnio skerspjūvio ploto arba, kitaip tariant, mažesnės kvadratūros) laidų, nes jiems reikia atlaikyti kur kas silpnesnę (25 A), palyginti su vienfazio įvado laidais (43 A), srovę. Tačiau vertinant kainą, trifazis įvadas ir jo saugiklis kainuoja brangiau. Taip yra todėl, kad nors laidai plonesni, jų yra daugiau (penki, o ne trys), be to, trifazio saugiklio struktūra yra kaip trijų tarpusavyje sujungtų vienfazių saugiklių – po vieną kiekvienai fazei.
Pavyzdžiui, suvirinimo aparatas, kurio galia 5 kW, gali būti ir vienfazis, ir trifazis. Taigi, jeigu jis vienfazis, tai jam reikia pusės galios ir pusės srovės (apie 22 A). Veikdamas vieną valandą, jis sunaudos 5 kWh elektros energijos. Ttrifazis suvirinimo aparatas taip pat sunaudos tas pačias 5 kWh, tačiau jam reikės tik 12,5 A, nes 5 000 W / 400 V = 12,5 A. Be to, naudodamas visas tris fazes iš karto, jis tolygiai paima srovę iš kiekvienos fazės.
Jei fazės Išskirstomos
Neretai buitiniam vartojimui trifazis įvadas išskirstomas ir naudojamos atskiros fazės – kiekviena išvedžiojama kaip atskiras tinklas.
Aptariamuoju atveju kiekvienos atskiros fazės galia P = 25 A × 230 V ≈ 5,7 kW. Tai reiškia, kad prie kiekvienos fazės (iš to laido išvedžiotame tinkle) negalima jungti įrenginių, kurių bendras galios suvartojimas viršija 5,7 kW. Taigi, turint trifazį įvadą, kurio laidai naudojami atskirai, reikia labai gerai suplanuoti, kur ir kokie įrenginiai bus jungiami, atsižvelgiant į jų elektros (galios) poreikį, kad įjungus juos visus „neišmuštų“ saugiklio.
Du įvadai vienam būstui
Esant įprastam vienfaziam elektros įvadui, visų namuose į elektros tinklą įjungtų prietaisų sunaudojama galia tiesiog susumuojama. Pavyzdžiui, trijose patalpose, nepaisant jų paskirties, išvedžiojus vienodos galios elektros instaliaciją, nebus svarbu, ar visi įrenginiai bus įjungti vienoje šių patalpų, ar tolygiai išdėstyti visose trijose – svarbu tik bendra jų visų kartu sunaudojama galia.
O trifazis įvadas veikia visai kitaip:
– bendra neišskirstyto trifazio galia nėra triskart didesnė nei vienos fazės! Jei į namus atvestas 10 kW galios įvadas, tai jo maksimali galia ir lieka 10 kW, nors viena fazė – 5,7 kW, be to, jis tinka tik trifaziams įrenginiams!
– išskirstyto įvado galia – kai naudojama kiekviena fazė atskirai – jau gerokai didesnė, nes į kiekvieną fazę galima įjungti (bet neviršyti!) po 5,7 kW, taigi į visas tris – jau net 17,1 kW;
– galima padalyti įvadą ir dalyje patalpų naudoti išskirstytą, dalyje – neišskirstytą variantą. Tačiau kruopščiai skaičiuoti jungiamų įrenginių galią vis tiek teks. Pavyzdžiui, garaže – trifazis įvadas, o gyvenamosiose patalpose – išskirstytas fazėmis. (schema). Garaže dirbant 5 kW galios oro kompresoriui, namuose tuo metu negalės būti jungiami jokie vienfaziai įrenginiai, kurių galia viršija 0,7 kW.
Taigi, kad netektų gyventi ribojant savo poreikius, dažniausiai pasirenkamas racionaliausias sprendimas – du atskiri įvadai: galingiems įrenginiams – trifazis, buitiniams prietaisams ir technikai – vienfazis. Žinoma, jei trifazis įvadas reikalingas vien elektros viryklei ar kaitlentei, verčiau įsigyti vienfazę viryklę – ji kainuos pigiau.
Saugikliai išskirstytame trifaziame tinkle
Kiekvienos mūsų nagrinėjamo 10 kW galios trifazio įvado fazės galia 5,7 kW. Iš vienos fazės išvedžiotas tinklas gali būti sudalintas į grupes: pavyzdžiui, 1 grupė – virtuvės, vonios ir koridoriaus apšvietimas, indaplovė ir šaldytuvas; 2 grupė – kaitlentė ir orkaitė; 3 grupė – visi kiti elektros lizdai. Kiekvienai tokiai grupei rekomenduojama įrengti atskirą saugiklį.
Taigi kada ir kokio saugiklio reikia?
Saugiklis reaguoja į srovės viršijimą. Visi saugikliai skirstomi į eilę pagal srovės stiprumą: 4 A, 6 A, 8 A, 10 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A…
Saugikliai būna B ir C tipo. B tipo saugikliai du kartus greičiau nei C tipo reaguoja į bet kokį srovės sunaudojimo perviršį ir todėl dažniausiai naudojami apšvietimo grupėms apsaugoti.
C tipo saugikliai reaguoja lėčiau: kai startiniu momentu variklis staigiai paima daug srovės, ji gali net gerokai viršyti nominaliąją saugiklio vertę, tačiau po jo srovė greitai sumažėja iki reikiamo dydžio. C tipo saugiklis pralaukia tą pradinį momentą, iki išsilygina srovė, – kitaip jį „išmuštų“ iškart ir prietaisas nė nepradėtų veikti. Todėl tokie saugikliai dažniausiai naudojami elektros lizdams apsaugoti.
Taigi, jei mūsų nagrinėjamuoju atveju įvadinis saugiklis skirtas išlaikyti didžiausią 25 A srovę, tai (schema) išskirstytų fazių saugiklių vertė turi būti per vieną eilę mažesnė, t. y. jie turi išlaikyti ne didesnę nei 20 A stiprio srovę.
Lydusis ar automatinis?
Šiuo metu jau sunku būtų surasti neautomatinį saugiklį. Lydusis saugiklis – tai savotiškas kamštis, kuris sudega susidarius perkrovai, o automatinis saugiklis („automatas“) atšoka ir atjungia elektros tiekimą, tačiau nesudega („išmuša“). Įvadinis saugiklis – kirtiklis – nuo kitų saugiklių skiriasi tik nustatyta nominaliąja verte. Kažkada tai buvo visai kitos formos daiktas – pvz., speciali pakeliama arba nuleidžiama rankena.
Papildomos galios pirkimas
Iš schemos akivaizdžiai matyti, kad, išskirsčius trifazį įvadą ir sudėjus saugiklius ant atskirų grupių, liekanti reali kiekvienos grupės galia dar sumažėja. Vadinasi, jau nelieka 10 kW. Įvado galią reikia padidinti – „nusipirkti papildomų kilovatų“, kad viena fazė būtų ne 5,7 kW, o, pavyzdžiui, 10 kW galios. Tačiau tai ne tik daug kainuoja, elektros tiekėjas tokią galimybę turi ne visuomet: tarkim, magistralinio kabelio skerspjūvis yra per mažas, kad nuo jo būtų galima „atidalinti“ reikiamus papildomus kilovatus. O atvesti naują papildomą magistralinį kabelį… Turbūt nesunku suvokti, kad kaina greičiausiai viršys racionalumo ribas. Vis dėlto, jei galimybė padidinti galią yra, tai elektros tiekėjas įrengia didesnio pralaidumo įvadinį saugiklį, o jūs už papildomus kilovatus susimokate.
Elektros tiekėjai siūlo trifazį įvadą, tačiau žmogui jį dažniausiai reikia išskirstyti. Dėl išskirstymo prarandama dalis galios, nuolat „išmuša“ saugiklius – ir vartotojas turi arba keisti elektros įvadą ir visą instaliaciją į vienfazį variantą, arba nusipirkti papildomos galios.
Kas labiau apsimoka ir ką verta pasirinkti, mes neatsakysime, reikia patiems įvertinti savo poreikius ir pasitarti su specialistais. Vienintelis mūsų siūlymas – neskubėkite. Elektros įvedimas ir instaliacijos įrengimas ne tik užtrunka ir daug kainuoja: euras šen, euras ten, tačiau kai viską suskaičiuoji, pasirodo, kad išleista suma – keturženklė. Elektros instaliacijos – nesvarbu, trifazio ar vienfazio įvado – gedimas ar brokas yra viena dažniausių gaisrų priežasčių.
SVARBU! Visi straipsnyje pateikti skaičiavimai yra apytiksliai, padedantys susidaryti bendrą vaizdą apie elektros srovės pasiskirstymą, atsižvelgiant į trifazio ir vienfazio tinklo ypatybes. Tikslius skaičiavimus turi atlikti tik atestuotas projektuotojas! Elektros instaliacija, įrengta pagal netinkamą projektą, gali tapti didelės nelaimės ar net tragedijos priežastimi!
